EP2002224B1 - Vibrationssensor mit einer in schwingung versetzbaren membran - Google Patents

Vibrationssensor mit einer in schwingung versetzbaren membran Download PDF

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EP2002224B1
EP2002224B1 EP07724038.0A EP07724038A EP2002224B1 EP 2002224 B1 EP2002224 B1 EP 2002224B1 EP 07724038 A EP07724038 A EP 07724038A EP 2002224 B1 EP2002224 B1 EP 2002224B1
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EP
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coil
bolt
diaphragm
vibration sensor
sensor according
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EP07724038.0A
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Josef Fehrenbach
Martin Mellert
Manuel S. Alvarez
Henry Alan Wolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vega Grieshaber KG
ExxonMobil Technology and Engineering Co
Original Assignee
Vega Grieshaber KG
ExxonMobil Research and Engineering Co
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/02—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by magnetic means, e.g. reluctance
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/13—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using electromagnetic driving means

Definitions

  • the invention relates to a vibration sensor with the preamble features of claim 1.
  • a based Fig. 3 sketched exemplary vibration sensor according to the prior art consists for example of a housing 1 with a front side of the housing 1 attached to the membrane 2.
  • the membrane 2 extends transversely to the cylindrical housing walls of the housing 1. From the membrane 2 are from vibration forks 3, which for the transmission of Vibrations of the membrane 2 in an environment or from an environment on the membrane 2 serve.
  • a transducer device 4 is integrated, which serves for converting mechanical vibrations into electrical signals or conversely electrical signals into mechanical vibrations.
  • the transducer device 4 consists of a central pin 6, which is fixedly connected to the membrane 2, so that vibrations are transmitted from the pin 6 to the membrane 2 and vice versa.
  • the bolt 6 penetrates a package of piezoelectric elements 20 and this encompassing clamping disks 21, wherein a part of the clamping disks 21 is formed as electrodes for the piezoelectric elements 20.
  • the clamping disks 21 (middle clamping disk must be made of an insulating material, such as ceramic) and piezoelectric elements 20 clamped against the diaphragm 2, wherein the clamping screw 23 engages in an external thread of the bolt 6.
  • a sensor with a fork attached to a diaphragm, is for example in the document DE 102 42 970 disclosed.
  • the WO 96/04645 discloses a speaker with a bolt attached to a diaphragm. The bolt will swing freely in a coil.
  • a disadvantage of such an arrangement is that of the lowest clamping disc 21 whose entire surface or a peripheral portion of its outer periphery is stretched against the diaphragm 2.
  • Such drives always have a direct power coupling to the oscillatory membrane 2. If this force coupling changes, this has an influence on the resonance frequency, so that corresponding corrections of excitation signals for the piezoelectric elements and / or received signals of the piezoelectric elements 20 must be provided. Due to the design of the converter device 4 as drives for the diaphragm 2 with the piezoelectric elements 20 and the clamping disks 21 and electrodes, the resonance frequency of the overall arrangement is also determined, since the package of piezoelectric elements 20 and electrodes or clamping disks 21 and insulating (21) must either be glued to the membrane 2 or must be biased against the membrane 2 via a stack by means of a bolt 6.
  • the object of the invention is a vibration sensor with an alternatively configured converter device Temperature range is difficult or impossible to ensure.
  • the object of the invention is to propose a vibration sensor with an alternatively configured converter device.
  • a tuning fork and a membrane should be excitable without generating a direct adhesion to the membrane 2 by the transducer means to reduce influences of the transducer means to the oscillation frequency or to avoid.
  • a vibration sensor having a vibratable membrane, transducer means for displacing the diaphragm and sensing a vibration of the diaphragm, and a vibrating body for transmitting the vibrations from the diaphragm to a surrounding space and from a surrounding space to the diaphragm , wherein the vibrating body is formed as a tuning fork.
  • the transducer device has a coil and a bolt, wherein the bolt for transmitting the vibrations to or from the membrane is connected to the membrane and wherein the coil and the bolt are arranged cooperatively such that an oscillation of the bolt a current flow in the coil induced and a magnetic field inducing current flow in the coil causes a vibration of the bolt.
  • a vibration sensor in which the bolt is formed of a magnetizable or of a magnetic material, so that it can ideally cooperate with the coil.
  • the bolt is attached directly to the membrane or formed integrally with the membrane.
  • the bolt is arranged centrally of the membrane on the membrane.
  • the bolt is coupled to a submersible capacitor for picking up a bolt vibration of the bolt as a measuring signal.
  • a vibration sensor is preferred in which the coil is fastened to a housing wall of a housing.
  • the coil is arranged sitting on a bobbin, wherein the bobbin defines the coil relative to a housing wall of a housing.
  • a vibration sensor in which the membrane is arranged on a housing wall of a housing, in particular is fastened is preferred.
  • the membrane may also be integrally formed as part of the housing wall.
  • a vibration sensor in which a coil conductor of the coil is electrically insulated with a temperature-resistant sheath.
  • the coil conductor is preferably formed from a ceramic material.
  • Fig. 1 shows a sectional view through a preferred embodiment of a vibration sensor. Shown are only basic components to explain the basic principle. Other components, such as connection cable or housing cover are not shown to preserve the overview. In particular, the illustrated components, such as, for example, a housing wall, can also be modified with regard to the specific embodiment.
  • a transducer device 4 is arranged, which applied electrical signals as converts a drive device into a vibration, wherein the vibration is transmitted to the membrane 2.
  • oscillations can also be transmitted from the membrane 2 to the converter device 4 and converted into corresponding currents in the same.
  • the converter device 4 consists of a coil 8, wherein the coil 8 surrounds a magnetizable bolt 6.
  • the bolt 6 is movably arranged between the inner walls of the coil 8 in the direction of a magnetic field B which can be induced by means of the coil 8.
  • a gap d between the outer circumference of the bolt 6 and the inner circumference of the coil 8 is preferably kept small, on the one hand to allow free movement of the bolt 6 in the longitudinal direction and on the other hand to allow a structurally compact as possible arrangement.
  • the bolt 6 is fixedly connected in the region of its one end face to the membrane 2, for example glued or welded, in order to be able to transmit a movement imposed on the bolt 6 by the magnetic field B of the coil 8 relative to the housing 1.
  • an oscillation S of the diaphragm 2 results in a corresponding movement of the bolt 6 within the coil, whereby a current flow corresponding to the oscillation is induced in the coil 8.
  • the transition from the housing 1 to the membrane 2 can provide a weakening 10, in particular in the case of a one-piece embodiment, in order to avoid too rigid a coupling of the membrane 2 to the housing wall of the housing 1.
  • a weakening 10 in particular in the case of a one-piece embodiment, in order to avoid too rigid a coupling of the membrane 2 to the housing wall of the housing 1.
  • a one-piece design of the membrane 2 and bolt 6 is possible to a two-piece production and subsequent Fixing the bolt 6 to avoid the membrane 2 can.
  • the coil 8 may also be arranged on a bobbin 9, which is fixed to the housing wall of the housing 1 or formed integrally therewith. This allows a suitable choice of a specific coil and / or a replacement of a coil 8, for example, depending on the application, for example, if the coil 8 could not work safely due to aging or heat influences.
  • a coil 8 with a temperature-resistant sheath of the coil conductor of the coil 8 is preferably used.
  • a temperature-resistant sheath for example, consist of a ceramic material which electrically isolates the coil conductor and allows use at temperatures up to 350 ° C or in particular up to 450 ° C or even higher temperatures.
  • Fig. 2 shows one opposite Fig. 1 modified embodiment, wherein hereinafter only compared Fig. 1 deviating components are described.
  • a magnetizable bolt 6 is attached to the diaphragm as a tension bolt, so that the bolt 6 is pulled inwardly by the spool 8 without stiffening the diaphragm 2.
  • a magnetized bolt 6 * is attached to the diaphragm 2.
  • Such a magnetic or magnetized bolt 6 * allows the oscillatory diaphragm 2 particularly advantageous to drive in both directions of vibration of the bolt 6 *.
  • the bolt 6 * is also coupled to a submerged capacitor C.
  • This makes it possible to pick up an oscillatory movement of the diaphragm 2 or of the bolt 6 * directly on the bolt 6 * and not have to grasp an indirect induction of an electric current in the coil 8.
  • corresponding capacitor arrangements can be provided laterally of the bolt 6 *, for example in a region of the end face of the coil 8 between the coil 8 and the diaphragm 2.
  • a corrosion measurement can be carried out with the tuning fork 3, the measurement signal being derived from the resonance frequency of the tuning fork 3 and / or the membrane 2. This is made possible in a particularly advantageous manner, since the resonance frequency or oscillation frequency is not influenced by undesirable side effects due to a rigid or directly fixed drive device firmly clamped to the diaphragm 2.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Vibrationssensor mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Ein anhand Fig. 3 skizzierter beispielhafter Vibrationssensor gemäß dem Stand der Technik besteht beispielsweise aus einem Gehäuse 1 mit einer stirnseitig des Gehäuses 1 befestigten Membran 2. Die Membran 2 verläuft quer zu den zylindrischen Gehäusewandungen des Gehäuses 1. Von der Membran 2 stehen Schwinggabeln 3 ab, welche zur Übertragung von Schwingungen von der Membran 2 in eine Umgebung oder aus einer Umgebung auf die Membran 2 dienen. In dem Gehäuse 1 ist eine Wandlereinrichtung 4 integriert, welche zum Umwandeln mechanischer Schwingungen in elektrische Signale oder umgekehrt elektrischer Signale in mechanische Schwingungen dient. Die Wandlereinrichtung 4 besteht aus einem zentralen Bolzen 6, welcher fest mit der Membran 2 verbunden ist, so dass Schwingungen vom Bolzen 6 auf die Membran 2 bzw. umgekehrt übertragen werden. Der Bolzen 6 durchdringt ein Paket aus piezoelektrischen Elementen 20 und diese umgreifenden Spannscheiben 21, wobei ein Teil der Spannscheiben 21 als Elektroden für die piezoelektrischen Elemente 20 ausgebildet ist. Mittels einer Spannschraube 23 werden die Spannscheiben 21 (mittlere Spannscheibe muss aus einem isolierenden Material sein, beispielsweise Keramik)und piezoelektrischen Elemente 20 gegen die Membran 2 gespannt, wobei die Spannschraube 23 in ein Außengewinde des Bolzens 6 eingreift. Ein derartiger Sensor, mit einer an einer Membran befestigten Schwinggabel, ist zum Beispiel in der Schrift DE 102 42 970 offenbart. Die WO 96/04645 offenbart einen Lautsprecher mit einem an einer Membran befestigten Bolzen. Der Bolzen schwingt frei in einer Spule.
  • Nachteilhaft bei einer solchen Anordnung ist, dass von der untersten Spannscheibe 21 deren gesamte Fläche oder ein Umfangsabschnitt von deren Außenumfang gegen die Membran 2 gespannt ist. Eine solche Anordnung, bei welcher das starre Paket der Wandlereinrichtung 4 sowohl mittig als auch im Bereich von dessen Außenumfang an der Membran 2 anliegt, führt zu einer nachteilhaften Versteifung der Membran 2.
  • Derartige Antriebe weisen immer eine direkte Kraftkopplung zur schwingungsfähigen Membran 2 auf. Ändert sich diese Kraftkopplung, so hat dies einen Einfluss auf die Resonanzfrequenz, so dass entsprechende Korrekturen von Anregungssignalen für die piezoelektrischen Elemente und/oder von Empfangssignalen der piezoelektrischen Elemente 20 vorgesehen werden müssen. Durch die Ausgestaltung der Wandlereinrichtung 4 als Antriebe für die Membran 2 mit den piezoelektrischen Elementen 20 und den Spannscheiben 21 bzw. Elektroden wird die Resonanzfrequenz der Gesamtanordnung ebenfalls mitbestimmt, da das Paket aus piezoelektrischen Elementen 20 und Elektroden bzw. Spannscheiben 21 und Isolierscheiben (21)auf der Membran 2 entweder aufgeklebt sein muss oder über einen Stapel mittels eines Bolzens 6 gegen die Membran 2 vorgespannt werden muss.
  • Neben dem Nachteil der direkten Krafteinkopplung, welche die schwingungsfähige Membran 2 versteift und dadurch die Resonanzfrequenz verändert, entstehen durch den Einsatz der piezoelektrischen Elemente 20 in der Wandlereinrichtung 4 weitere Nachteile. Wenn ein solcher Vibrationssensor bei Temperaturen bis zu 450° C eingesetzt werden soll, kann der Einsatz piezoelektrischer Elemente gar nicht oder nur mit hohem Aufwand funktionstüchtig ermöglicht werden. Außerdem muss bei solchen Anordnungen sichergestellt werden, dass die piezoelektrischen Elemente insbesondere bei dem Einsatz bei hohen Temperaturen mechanisch nicht beschädigt werden. Ein weiterer Nachteil besteht in dem thermischen Verhalten der piezoelektrischen Elemente, Elektroden, Isolierscheiben und Spannscheiben, wodurch eine kontinuierliche Vorspannung beim Einsatz über einen großen Temperaturbereich hinweg nicht oder nur schwer sichergestellt werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Vibrationssensor mit einer alternativ ausgestalteten Wandlereinrichtung ßen Temperaturbereich hinweg nicht oder nur schwer sichergestellt werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Vibrationssensor mit einer alternativ ausgestalteten Wandlereinrichtung vorzuschlagen. Dabei soll eine Schwinggabel und eine Membran anregbar sein ohne einen direkten Kraftschluss auf die Membran 2 durch die Wandlereinrichtung zu erzeugen, um Einflüsse der Wandlereinrichtung auf die Schwingfrequenz zu reduzieren oder zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Vibrationssensor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Vibrationssensor mit einer in Schwingung versetzbaren Membran, mit einer Wandlereinrichtung zum Versetzen der Membran in Schwingung und zum Abgreifen einer Schwingung der Membran und mit einem Schwingkörper zum Übertragen der Schwingungen von der Membran in einen umgebenden Raum und aus einem umgebenden Raum auf die Membran, wobei der Schwingkörper als eine Schwinggabel ausgebildet ist. Dabei weist die Wandlereinrichtung eine Spule und einen Bolzen auf, wobei der Bolzen zur Übertragung der Schwingungen zur oder von der Membran mit der Membran verbunden ist und wobei die Spule und der Bolzen derart zusammenwirkend angeordnet sind, dass eine Schwingung des Bolzens einen Stromfluss in der Spule induziert und ein Magnetfeld induzierender Stromfluss in der Spule eine Schwingung des Bolzens bewirkt.
  • Dabei wird eine solche Anordnung ermöglicht, dass eine Schwinggabel angeregt werden kann ohne einen direkten Kraftschluss der Wandlereinrichtung auf die Membran und darüber auf die Schwinggabel. Dies ermöglicht vorteilhaft, dass die einen Antrieb ausbildende Wandlereinrichtung keinen oder einen nur noch reduzierten Einfluss auf die Schwingfrequenz bzw. die Resonanzfrequenz hat. Dadurch ist vorteilhaft auch eine deutlich lereinrichtung keinen Einfluss mehr auf die Schwingungseigenschaften haben.
  • Bevorzugt wird insbesondere ein Vibrationssensor, bei dem der Bolzen aus einem magnetisierbaren oder aus einem magnetischen Material ausgebildet ist, so dass er ideal mit der Spule zusammenwirken kann. Bevorzugt ist der Bolzen direkt an der Membran befestigt oder einstückig mit der Membran ausgebildet. Bevorzugt ist der Bolzen mittig der Membran an der Membran angeordnet. Vorteilhaft ist der Bolzen mit einem Tauchkondensator gekoppelt ist zum Abreifen einer Bolzenschwingung des Bolzens als ein Messsignal.
  • Bevorzugt wird insbesondere ein Vibrationssensor, bei dem die Spule an einer Gehäusewandung eines Gehäuses befestigt ist. Vorteilhaft ist die Spule auf einem Spulenträger sitzend angeordnet, wobei der Spulenträger die Spule relativ zu einer Gehäusewand eines Gehäuses festlegt.
  • Bevorzugt wird insbesondere ein Vibrationssensor, bei dem die Membran an einer Gehäusewandung eines Gehäuses angeordnet, insbesondere befestigt ist. Jedoch kann die Membran auch einstückig als Bestandteil der Gehäusewandung ausgebildet sein.
  • Vorteilhaft ist ein Vibrationssensor, bei dem ein Spulenleiter der Spule mit einer temperaturbeständigen Ummantelung elektrisch isoliert ist. Bevorzugt ist der Spulenleiter dazu aus einem keramischen Material ausgebildet.
  • Vorteilhaft ist ein Vibrationssensor, dessen Komponenten, insbesondere dessen Spulenleiter der Spule, temperaturbeständig sind bis mindestens zu 350°C, insbesondere bis zu mindestens 450°C. Auch Beständigkeiten über diese Temperatur können für zukünftige Einsatzgebiete vorteilhaft berücksichtigt werden. Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine erste Ausführungsform eines bevorzugten Vibrationssensors in Schnittansicht,
    Fig. 2
    eine zweite Ausführungsform eines solchen Vibrationssensors in Schnittansicht und
    Fig. 3
    einen beispielhaften Vibrationssensor gemäß dem Stand der Technik in Schnittansicht.
  • Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Vibrationssensors. Dargestellt sind dabei nur grundlegende Komponenten zur Erläuterung des Grundprinzips. Weitere Komponenten, wie beispielsweise Anschlusskabel oder Gehäusedeckel sind zur Bewahrung der Übersicht nicht dargestellt. Insbesondere sind die dargestellten Komponenten, wie beispielsweise eine Gehäusewandung auch hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung modifizierbar.
  • Dargestellt ist ein beispielhaftes Gehäuse 1 mit einer vorzugsweise zylindrischen Gehäusewandung. Stirnseitig des Gehäuses 1 ist eine Membran 2 befestigt, welche hinsichtlich Dimensionierung, Befestigung und/oder Material schwingungsfähig ausgebildet ist. Von der Membran 2 stehen Schwinggabeln 3 ab, welche eine Schwingung S der Membran 2 auf einen die Schwinggabeln 3 umgebenden Raum 7 übertragen. Zusätzlich oder alternativ ist auch eine Übertragung von Schwingungen aus Richtung des Raums 7 über die Schwinggabeln 3 auf die Membran 2 oder direkt aus dem Raum 7 auf die Membran 2 möglich, um die Membran 2 in entsprechende Schwingungen S zu versetzen.
  • In einem Innenraum 5 des Gehäuses 1 ist eine Wandlereinrichtung 4 angeordnet, welche angelegte elektrische Signale als eine Antriebseinrichtung in eine Schwingung umsetzt, wobei die Schwingung auf die Membran 2 übertragen wird. Zusätzlich oder alternativ können entsprechend auch Schwingungen von der Membran 2 auf die Wandlereinrichtung 4 übertragen und in dieser in entsprechende Ströme umgesetzt werden.
  • Gemäß der besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Wandlereinrichtung 4 aus einer Spule 8, wobei die Spule 8 einen magnetisierbaren Bolzen 6 umgreift. Der Bolzen 6 ist dabei zwischen den Innenwandungen der Spule 8 in Richtung eines mittels der Spule 8 induzierbaren Magnetfeldes B beweglich angeordnet. Ein Spalt d zwischen dem Außenumfang des Bolzens 6 und dem Innenumfang der Spule 8 ist dabei vorzugsweise gering gehalten, um einerseits eine freie Bewegung des Bolzens 6 in dessen Längsrichtung zu ermöglichen und andererseits eine baulich möglichst kompakte Anordnung zu ermöglichen.
  • Der Bolzen 6 ist im Bereich seiner einen Stirnseite mit der Membran 2 fest verbunden, beispielsweise angeklebt oder angeschweißt, um eine durch das Magnetfeld B der Spule 8 dem Bolzen 6 aufgezwungene Bewegung relativ zu dem Gehäuse 1 auf die Membran 2 übertragen zu können. In umgekehrter Richtung führt eine Schwingung S der Membran 2 zu einer entsprechenden Bewegung des Bolzens 6 innerhalb der Spule, wodurch in der Spule 8 ein der Schwingung entsprechender Stromfluss induziert wird.
  • Gemäß bevorzugter Ausgestaltungen können diverse Modifikationen vorgenommen werden. Beispielsweise kann der Übergang von dem Gehäuse 1 zu der Membran 2 insbesondere bei einer einstückigen Ausgestaltung eine Schwächung 10 vorsehen, um eine zu starre Kopplung der Membran 2 an der Gehäusewandung des Gehäuses 1 zu vermeiden. Möglich ist auch eine Anordnung der Membran 2 an einer Innenwandung des Gehäuses oder über ein zusätzliches Kopplungselement an dem Gehäuse 1. Weiterhin ist prinzipiell eine einstückige Ausgestaltung von Membran 2 und Bolzen 6 möglich, um eine zweistückige Anfertigung und nachträgliche Fixierung des Bolzens 6 an der Membran 2 vermeiden zu können.
  • Neben einer Fixierung der Spule 8 mittels ihres Außenumfangs an einer Innenwandung des Gehäuses 1 kann die Spule 8 auch auf einem Spulenträger 9 angeordnet sein, welcher an der Gehäusewandung des Gehäuses 1 befestigt ist oder einstückig mit dieser ausgebildet ist. Dies ermöglicht ein je nach Anwendungszweck geeignetes Auswählen einer speziellen Spule und/oder ein Austauschen einer Spule 8, beispielsweise dann, wenn die Spule 8 durch Alterungs- oder Wärmeeinflüsse nicht mehr sicher funktionieren könnte.
  • Für einen Einsatz bei höheren Temperaturen wird vorzugsweise eine Spule 8 mit temperaturbeständiger Ummantelung der Spulenleiter der Spule 8 eingesetzt. Eine solche temperaturbeständige Ummantelung kann beispielsweise aus einem keramischen Material bestehen, welches den Spulenleiter elektrisch isoliert und einen Einsatz bei Temperaturen bis zu 350° C oder insbesondere bis 450° C oder noch höheren Temperaturen ermöglicht.
  • Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 modifizierte Ausführungsform, wobei nachfolgend lediglich gegenüber Fig. 1 abweichende Komponenten beschrieben werden.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform ist ein magnetisierbarer Bolzen 6 als ein Zugbolzen an der Membran befestigt, so dass der Bolzen 6 durch die Spule 8 nach innen gezogen wird, ohne dabei die Membran 2 zu versteifen. Gemäß der zweiten, modifizierten Ausführungsform ist ein magnetisierter Bolzen 6* an der Membran 2 befestigt. Ein solcher magnetischer bzw. magnetisierter Bolzen 6* ermöglicht, die schwingungsfähige Membran 2 besonders vorteilhaft in beide Schwingungsrichtungen des Bolzens 6* anzutreiben.
  • Gemäß der modifizierten Ausführungsform ist der Bolzen 6* außerdem mit einem Tauchkondensator C gekoppelt. Dies ermöglicht, eine Schwingbewegung der Membran 2 bzw. des Bolzens 6* direkt am Bolzen 6* abzugreifen und nicht über eine indirekte Induzierung eines elektrischen Stroms in der Spule 8 abgreifen zu müssen. Neben einer Anordnung eines solchen Tauchkondensators C stirnseitig des Bolzens 6* können beispielsweise auch entsprechende Kondensatoranordnungen seitlich des Bolzens 6* vorgesehen werden, beispielsweise in einem Bereich stirnseitig der Spule 8 zwischen der Spule 8 und der Membran 2.
  • Einsetzbar sind derartige Vibrationssensoren vorteilhaft insbesondere bei erhöhten Umgebungstemperaturen. Vorteilhaft kann mit der Schwinggabel 3 eine Korrosionsmessung durchgeführt werden, wobei das Messsignal von der Resonanzfrequenz der Schwinggabel 3 und/oder der Membran 2 abgeleitet wird. Dies wird besonders vorteilhaft ermöglicht, da die Resonanzfrequenz bzw. Schwingfrequenz nicht von unerwünschten Nebeneffekten durch eine starre oder direkt fest mit der Membran 2 verspannte Antriebseinrichtung beeinflusst wird.
  • Wenngleich im Zusammenhang mit den Figuren konkrete Ausführungsbeispiele des induktiven Antriebs offenbart wurden, ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Andere Anordnungen des Permanentmagneten und/oder der Spule sind ebenfalls möglich. Ebenso sind andere Positionen des Magneten zur Membran und Spule möglich.

Claims (12)

  1. Vibrationssensor mit
    - einer in Schwingung versetzbaren Membran (2),
    - einer Wandlereinrichtung (4) zum Versetzen der Membran (2) in Schwingung (S) und/oder zum Abgreifen einer Schwingung (S) der Membran (2) und
    - einem Schwingkörper (3) zum Übertragen der Schwingungen (S) von der Membran (2) in einen umgebenden Raum (7) und/oder aus einem umgebenden Raum (7) auf die Membran (2) wobei der Schwingkörper als eine Schwinggabel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet dass
    - die Wandlereinrichtung (4) eine Spule (8) und einen Bolzen (6; 6*) aufweist,
    - wobei der Bolzen (6; 6*) zur Übertragung der Schwingungen (S) zur oder von der Membran (2) mit der Membran (2) verbunden ist und
    - die Spule (8) und der Bolzen (6; 6*) derart zusammenwirkend angeordnet sind, dass eine Schwingung (S) des Bolzens (6; 6*) einen Stromfluss in der Spule (8) induziert und/oder ein Magnetfeld (B) induzierender Stromfluss in der Spule (8) eine Schwingung des Bolzens (6; 6*) bewirkt.
  2. Vibrationssensor nach Anspruch 1, bei dem der Bolzen (6) aus einem magnetisierbaren Material ausgebildet ist.
  3. Vibrationssensor nach Anspruch 1, bei dem der Bolzen (6*) aus einem magnetischen Material ausgebildet ist.
  4. Vibrationssensor nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem der Bolzen (6; 6*) direkt an der Membran (2) befestigt ist oder einstückig mit der Membran (2) ausgebildet ist.
  5. Vibrationssensor nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem der Bolzen (6; 6*) mittig der Membran (2) an der Membran (2) angeordnet ist.
  6. Vibrationssensor nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem der Bolzen (6*) mit einem Tauchkondensator (C) gekoppelt ist zum Abreifen einer Bolzenschwingung des Bolzens (6*) als ein Messsignal.
  7. Vibrationssensor nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Spule (8) an einer Gehäusewandung eines Gehäuses (1) befestigt ist.
  8. Vibrationssensor nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Spule (8) auf einem Spulenträger (9) sitzend angeordnet ist, wobei der Spulenträger (9) die Spule (8) relativ zu einer Gehäusewand eines Gehäuses (1) festlegt.
  9. Vibrationssensor nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Membran (2) an einer Gehäusewandung eines Gehäuses (1) angeordnet, insbesondere befestigt ist.
  10. Vibrationssensor nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem ein Spulenleiter der Spule (8) mit einer temperaturbeständigen Ummantelung elektrisch ioliert ist.
  11. Vibrationssensor nach Anspruch 10, bei dem der Spulenkörper aus einem keramischen Material ausgebildet ist.
  12. Vibrationssensor nach einem vorstehenden Anspruch, dessen Komponenten, insbesondere dessen Spulenleiter der Spule (8), temperaturbeständig ist bis mindestens zu 350°C, insbesondere bis zu mindestens 450°C.
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